集中器与下行通信模块本地接口.docx

集中器与下行通信模块本地接口.docx

《集中器与下行通信模块本地接口.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《集中器与下行通信模块本地接口.docx（52页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

集中器与下行通信模块本地接口

集中器与下行通信模块本地接口

-----------------------作者：

-----------------------日期：

国家电网公司企业标准

Q/GDWXXX-200X

电力用户用电信息采集系统

通信协议－

集中器与下行通信模块本地接口

poweruserelecroenergydataacquiresystem

communicationprotocol–

localinterfaceofconcentratordownwardanddowncommunicationmodule

（2009年3月）

200X-XX-XX发布200X-XX-XX实施

中华人民共和国国家电网公司发布

目次

前言

随着电力用户用电信息采集系统建设的推进，各种类型的采集终端在国家电网公司范围内得到大量的应用。

为了满足电力用户用电信息采集系统的大规模建设、运行、维护的需要，有必要制订采集终端的通信接口规范，统一通信接口协议。

本标准规定了集中器与下行通信模块的本地接口协议，主要内容包括：

——明确了接口协议的帧结构；

——统一了接口协议的帧格式；

——定义了集中器与通信模块间的物理接口；

——考虑了系统对不同的本地通信信道的适应性，便于扩展新的通信方式和技术。

本标准制订时参考了国家电网公司发布的《电力用户用电信息采集系统功能规范》、Q/GDW130－2005《电力负荷管理系统数据传输规约》和DL/T698-200X《电能信息采集与管理系统》以及其它相关行业标准和国家标准。

制订过程中多次召集科研、电力部门和生产单位的有经验专家共同讨论，广泛征求意见。

本标准由国家电网公司营销部提出；

本标准由国家电网公司科技部归口。

本标准起草单位：

中国电力科学研究院、吉林省电力公司、

本标准主要起草人：

电力用户用电信息采集系统

通信协议-

集中器与下行通信模块本地接口

1范围

本部分规定了电力用户用电信息采集系统中集中器与下行通信模块接口间进行数据传输的帧格式、数据编码及传输规则。

本部分适用于采用低压电力线载波、微功率无线通信、以太网传输通道的本地通信组网方式，适用于集中器与下行通信模块间数据交换。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。

GB2312－1980信息交换用汉字编码字符集基本集；

GB2260-91中华人民共和国行政区划代码；

GB18030－2000信息技术信息交换用汉字编码字符集基本集的扩充；

GB/T18657.1-2002远动设备及系统第5部分传输规约第1篇传输帧格式；

GB/T18657.2-2002远动设备及系统第5部分传输规约第2篇链路传输规则；

GB/T18657.3-2002远动设备及系统第5部分传输规约第3篇应用数据的一般结构；

GB/T15148-2XXX电力负荷管理系统技术规范；

DL/T533-2007电力负荷管理终端；

DL/T698.2-200X电能信息采集与管理系统第1部分主站技术规范；

DL/T698.31-200X电能信息采集与管理系统第3-1部分电能信息采集终端技术规范－通用要求；

DL/T645-1997多功能电能表通信规约；

DL/T645-2007多功能电能表通信规约。

3术语、定义和缩略语

3.1术语和定义

下列术语和定义适用于本部分。

3.1.1载波主节点

集中器所在的载波节点。

3.1.2载波从节点

采集器或计量点（电能表）所在的载波节点。

3.1.3载波从节点附属节点

指与载波从节点具有绑定关系的附加载波设备，简称附属节点。

3.1.4相别

对应于节点信道时序物理相线，取值为1，2，3。

3.1.5信道标识

载波通信报文传输相别。

3.1.6信号品质

表达节点对载波信号质量的量化值，取值范围1—15。

3.1.7源地址

传输数据帧的起始发送方的节点MAC地址。

3.1.8中继地址

传输数据帧时进行中继传送的节点MAC地址。

3.1.9目的地址

传输数据帧的最终接收方的节点MAC地址。

3.1.10中继器

载波组网中提供中继的载波节点。

3.1.11路由器

路由器负责启动载波中继数据包来实现电力线网络互连。

3.2符号和缩略语

本部分中所使用到的符号和缩略语见表1。

表1

符号和缩略语

表示

A

地址域

A1

源地址

A2

中继地址

A3

目的地址

AFN

应用功能码

R

信息域

BCD

二-十进制编码

BIN

二进制编码

BS

独立位组合

C

控制域

CS

帧校验和

DIR

传输方向位

PRM

启动标志位

Fn

信息类标识码

L

长度

L1

用户数据长度

4帧结构

4.1参考模型

基于GB/T18657.3-2002规定的三层参考模型“增强性能体系结构”。

4.2字节格式

帧的基本单元为8位字节。

链路层传输顺序为低位在前，高位在后；低字节在前，高字节在后。

字节传输按异步方式进行，通信速率9600bps或以上，默认为9600bps，它包含8个数据位、1个起始位“0”、1个偶校验位P和1个停止位“1”，定义见图1：

0

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

P

1

起始位

8个数据位

偶校验位

停止位

图1

4.3帧格式

4.3.1帧格式定义

本部分采用GB/T18657.1的6.2.4FT1.2异步式传输帧格式，定义见图2：

起始字符（68H）

固定报文头

长度L

控制域C

控制域

用户数据

用户数据区

校验和CS

帧校验和

结束字符（16H）

图2

4.3.2传输规则

a）线路空闲状态为二进制1。

b）帧的字符之间无线路空闲间隔。

c）如按d）检出了差错，两帧之间的线路空闲间隔最少需33位。

d）接收方校验：

1）对于每个字符：

校验起动位、停止位、偶校验位。

2）对于每帧：

检验帧的固定报文头中的起始字符；

识别1个长度L；

每帧接收的字符数为用户数据长度L1+5；

帧校验和；

结束字符；

校验出一个差错时，校验按c）的线路空闲间隔。

若这些校验有一个失败，舍弃此帧；若无差错，则此帧数据有效。

4.3.3长度L

长度L是指帧数据的总长度，由1字节组成，BIN格式，包括用户数据长度L1和5个字节的固定长度（起始字符、长度、控制域、校验和、结束字符）。

——长度L不大于255。

4.3.4控制域C

控制域C表示报文的传输方向、启动标志和通信模块的通信方式类型信息，由1字节组成，定义见图3：

D7

D6

D5~D0

下行方向

传输方向位

DIR

启动标志位

PRM

通信方式

上行方向

图3

4.3.4.1传输方向位DIR

DIR=0：

表示此帧报文是由集中器发出的下行报文；DIR=1：

表示此帧报文是由通信模块发出的上行报文。

4.3.4.2启动标志位PRM

PRM=1：

表示此帧报文来自启动站；PRM=0：

表示此帧报文来自从动站。

4.3.4.3通信方式

通信方式是指集中器下行的通信模块所采用的通信方式类型，不同的通信方式决定用户数据区中的数据构成和格式，本标准根据不同的通信方式分别定义和描述用户数据区的内容，具体见后续章节。

通信模块的通信方式定义见表2：

表2

值

通信方式

说明

0

保留

1

集中式路由载波通信

指采用集中式路由方案的电力线窄带载波通信

2

分布式路由载波通信

指采用分布式路由方案的电力线窄带载波通信

3~9

备用

10

微功率无线通信

指采用微功率无线组网的通信

11~19

备用

20

以太网通信

指基于TCP/IP协议的以太网方式的通信

21~63

备用

4.3.5用户数据

不同通信方式的用户数据的内容各不相同，具体定义参见对应通信方式的用户数据结构部分。

4.3.6帧校验和

帧校验和是控制域和用户数据区所有字节的八位位组算术和，不考虑溢出位。

4.4链路传输

4.4.1传输服务类别

传输服务类别见表3：

表3

类别

功能

用途

S1

发送∕无回答

启动站发送传输，从动站不回答。

S2

发送∕确认

启动站发送复位命令，从动站回答确认。

S3

请求∕响应

启动站请求从动站的响应，从动站作确认、否认或数据响应。

4.4.2平衡传输过程

4.4.2.1适用信道

全双工接口可采用平衡传输规则。

4.4.2.2发送／无回答

启动站允许建立一个通信服务，由启动站进行数据流控制。

4.4.2.3发送／确认

启动站允许建立一个通信服务，由启动站进行数据流控制。

当从动站正确收到启动站报文时，并能执行启动站报文的命令，则发送确认帧；否则发送否认帧。

4.4.2.4请求／响应

启动站允许建立一个通信服务，由启动站进行数据流控制。

从动站响应新的请求服务之前，必须完成前一个请求服务的响应。

4.5物理接口

4.5.1串行通信传输接口

TTL电平异步通信串行口。

4.5.2信号定义

集中器与通信模块间的详细物理接口信号定义见《集中器型式规范》。

5集中式路由载波通信的用户数据结构

5.1用户数据区格式

用户数据区的帧格式定义见图4：

信息域R

信息域

地址域A

地址域

应用功能码AFN

应用数据域

应用数据

图4

说明：

用户数据区中所有预留部分均用0填充。

5.2信息域R

5.2.1下行报文

下行报文的定义如表4：

表4

数据内容

数据格式

字节数

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

BS

1

中继级别

冲突检测

通信模块标识

附属节点标识

路由标识

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

BS

1

纠错编码标识

信道标识

预计应答字节数

BIN

1

D15

D14-D0

BS

2

速率单位标识

通信速率

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

BS

1

预留

——路由标识：

0表示通信模块带路由或工作在路由模式，1表示通信模块不带路由或工作在旁路模式。

——附属节点标识：

指载波从节点附属节点标识，0表示无附加节点，1表示有附加节点。

——通信模块标识：

0表示对集中器的通信模块操作，1表示对载波表的通信模块操作。

——冲突检测：

0表示不进行冲突检测，1表示要进行冲突检测。

——中继级别：

取值范围0~15，0表示无中继。

——信道标识：

取值0~15，0表示不分信道、1~15依次表示第1~15信道。

——纠错编码标识：

取值范围0~15，0表示信道未编码，1表示RS编码，2~15保留。

——预计应答字节数：

取值0~255，用于计算延时等待时间；为0时，延时等待时间为默认时间。

——通信速率：

表示通信波特率，BIN格式，0表示默认通信速率。

——速率单位标识：

0表示bps，1表示kbps。

5.2.2上行报文

上行报文的定义如表5：

表5

数据内容

数据格式

字节数

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

BS

1

中继级别

0

通信模块标识

0

路由标识

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

BS

1

0

信道标识

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

BS

1

电表通道特征

实测相线标识

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

BS

1

末级应答信号品质

末级命令信号品质

预留

2

——路由标识：

D0=0表示通信模块带路由或工作在路由模式，D0=1表示通信模块不带路由或工作在旁路模式。

——通信模块标识：

0表示对集中器的通信模块操作，1表示对载波表的通信模块操作。

——中继级别：

取值范围0~15，0表示无中继。

——信道标识：

取值0~15，0表示不分信道、1~15依次表示第1~15信道。

——实测相线标识：

实测从节点逻辑主信道所在电源相别，0为不确定，1~3依次表示相别为第1相、第2相、第3相。

——电表通道特征：

描述目的节点电表通道的特征，取值范围0~15，0保留，1为载波物理信道为单相供电，逻辑信道为单信道；2为载波物理信道为单相供电，逻辑信道为两信道；3为载波物理信道为单相供电，逻辑信道为三信道；4为载波物理信道为三相供电，逻辑信道为三信道。

——信号品质：

分为15级，取值范围0~15，0表示无信号品质，1表示最低品质。

5.3地址域A

5.3.1地址域格式

地址域由源地址A1、中继地址A2、目的地址A3组成，格式见表6：

表6

地址域

数据格式

字节数

源地址A1

BCD

6

中继地址A2

BCD

6*中继级别

目的地址A3

BCD

6

——当信息域的“通信模块标识”为0时，无地址域A；

——当信息域的“通信模块标识”为1时，载波主节点下行时，源地址A1是指载波主节点的MAC地址，中继地址A2和目的地址A3是指载波从节点的MAC地址；载波从节点上行时，源地址A1是指载波从节点的MAC地址，无中继地址A2，目的地址A3是指载波主节点的MAC地址。

——当为广播命令时，目的地址A3为广播地址999999999999H。

5.4应用数据域

5.4.1应用数据域格式

应用数据域格式定义见图5：

应用功能码AFN

数据单元标识

数据单元

图5

5.4.2应用功能码AFN

应用层功能码AFN由一字节组成，采用二进制编码表示，具体定义见表7：

表7

应用功能码AFN

应用功能定义

具体项目

有路由

无路由

通信模块标识

00H

确认∕否认

F1：

确认

√

√

0

F2：

否认

√

√

0

01H

初始化

F1：

硬件初始化

√

√

0

F2：

参数区初始化

√

√

0

F3：

数据区初始化

√

√

0

02H

数据转发

F1：

转发命令

√

1

03H

查询数据

F1：

厂商代码和版本信息

√

√

0、1

F2：

噪声值

√

√

0、1

F3：

载波从节点侦听信息

√

1

F4：

载波主节点地址

√

0

F5：

载波主节点状态字和载波速率

√

√

0

F6：

载波主节点干扰状态

√

0

04H

链路接口检测

F1：

发送测试

√

√

0

F2：

载波从节点点名

√

1

05H

控制命令

F1：

设置载波主节点地址

√

0

F2：

允许载波从节点上报

√

√

有路由0,,无路由1

F3：

启动广播

√

√

有路由0,无路由1

06H

主动上报

F1：

上报载波从节点信息

√

√

有路由0,无路由1

F2：

上报抄读数据

√

√

有路由0,无路由1

07H~0FH

备用

10H

路由查询

F1：

载波从节点数量

√

0

F2：

载波从节点信息

√

0

F3：

指定载波从节点的上一级中继路由信息

√

0

F4：

路由运行状态

√

0

F5：

未抄读成功的载波从节点信息

√

0

F6：

主动注册的载波从节点信息

√

0

11H

路由设置

F1：

添加载波从节点

√

0

F2：

删除载波从节点

√

0

F3：

设置载波从节点固定中继路径

√

0

F4：

设置工作模式

√

0

F5：

激活载波从节点主动注册

√

0

12H

路由控制

F1：

重启

√

0

F2：

暂停

√

0

F3：

恢复

√

0

13H

路由数据转发

F1：

监控载波从节点

√

1

14H

路由数据抄读

F1：

路由请求抄读内容

√

0

15H~EFH

备用

F0H

内部调试

F1H~FFH

备用

5.4.3数据单元标识

5.4.3.1数据单元标识定义

数据单元标识由信息类标识DT组成，表示信息类型，格式见图6：

信息类DT

DT1

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

DT2

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

图6

5.4.3.2信息类DT

信息类DT由信息类元DT1和信息类组DT2两个字节构成。

DT2采用二进制编码方式表示信息类组，DT1对位表示某一信息类组的1~8种信息类型，以此共同构成信息类标识Fn（n=1~248），格式见图7：

信息类组DT2

信息类元DT1

D7~D0

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

0

F8

F7

F6

F5

F4

F3

F2

F1

1

F16

F15

F14

F13

F12

F11

F10

F9

2

F24

F23

F22

F21

F20

F19

F18

F17

……

……

……

……

……

……

……

……

……

30

F248

F247

F246

F245

F244

F243

F242

F241

……

未定义

255

图7

5.4.4数据单元

数据单元为按数据单元标识所组织的数据，包括参数、命令、数据等。

5.5应用数据报文结构

应用数据报文结构是对应用功能码及其对应的数据单元进行详细的定义和说明。

5.5.1确认∕否认（AFN=00H）

5.5.1.1报文格式

确认∕否认命令上行报文格式见图8：

68H

L

C

R

A

AFN=00H

数据单元标识

数据单元

CS

16H

图8

5.5.1.2Fn定义

Fn定义见表8：

表8

Fn

名称及说明

F1

确认

F2

否认

F3~F248

备用

5.5.1.3Fn的数据单元格式

5.5.1.3.1F1：

确认

数据单元格式见表9：

表9

数据内容

数据格式

字节数

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

BS

2

7信道状态

6信道状态

5信道状态

4信道状态

3信道状态

2信道状态

1信道状态

命令状态

0：

忙

1：

闲

0：

忙

1：

闲

0：

忙

1：

闲

0：

忙

1：

闲

0：

忙

1：

闲

0：

忙

1：

闲

0：

忙

1：

闲

0：

未处理

1：

已处理

D15

D14

D13

D12

D11

D10

D9

D8

15信道状态

14信道状态

13信道状态

12信道状态

11信道状态

10信道状态

9信道状态

8信道状态

0：

忙

1：

闲

0：

忙

1：

闲

0：

忙

1：

闲

0：

忙

1：

闲

0：

忙

1：

闲

0：

忙

1：

闲

0：

忙

1：

闲

0：

忙

1：

闲

等待时间

BIN

2

——等待时间：

单位s。

5.5.1.3.2F2：

否认

数据单元格式见表10：

表10

数据内容

数据格式

字节数

错误状态字

BIN

1

——错误状态字：

0为通信超时，1为无效数据单元，2为长度错，3为校验错误，4为信息类不存在，5为格式错误，6为表号重复，7为表号不存在，8为电表应用层无应答，9~255备用。

5.5.2初始化（AFN=01H）

5.5.2.1下行报文

5.5.2.1.1报文格式

初始化的下行报文格式见图9：

68H

L

C

R

A

AFN=01H

数据单元标识

CS

16H

图9

5.5.2.1.2Fn定义

Fn定义见表11：

表11

Fn

名称及说明

F1

硬件初始化（复位）

F2

参数区初始化（恢复至出厂设置）

F3

数据区初始化（节点侦听信息）

F4~F248

备用

5.5.2.2上行报文

初始化的上行报文为确认∕否认报文，详见5.5.1。

5.5.3数据转发（AFN=02H）

5.5.3.1下行报文

5.5.3.1.1报文格式

数据转发命令下行报文格式见图10：

68H

L

C

R

A

AFN=02H

数据单元标识

数据单元

CS

16H

图10

5.5.3.1.2Fn定义

Fn定义见表12：

表12

Fn

名称及说明

F1

转发命令：

转发特定规约的数据帧

F2~F248

备用

5.5.3.1.3Fn的数据单元格式

5.5.3.1.3.1F1：

转发命令

数据单元格式见表13：

表13

数据内容

数据格式

字节数

规约类型

BIN

1

报文长度L

BIN

1

报文内容

L

——规约类型：

00H为透明传输；01H为DL/T645-1997；02H为DL/T645-2007；03H-FFH保留。

——报文长度L：

规约的原始报文数据总长度。

——报文内容：

规约的原始报文数据。

5.5.3.2上行报文

5.5.3.2.1报文格式

数据转发命令上行报文格式见图11：

68H

L

C

R

A

AFN=02H

数据单元标识

数据单元

CS

16H

图11

5.5.3.2.2Fn定义

Fn定义见表14：

表14

Fn

名称及说明

F1

转发命令应答

F2~F248

备用

5.5.3.2.3Fn的数据单元格式

5.5.3.2.3.1F1：

转发命令应答

数据单元格式见表15：

表15

数据内容

数据格式

字节数

规约类型

BIN

1

报文长度L

BIN

1

报文内容

L

——规约类型：

00H为透明传输；01H为DL/T645-1997；02H为DL/T645-2007；03H-FFH=预留协议。

——报文长度L：

规约的原始报文数据总长度。

——报文内容：

规约的原始报文数据。

5.5.4查询数据（AFN=03H）

5.5.4.1下行报文

5.5.4.1.1报文格式

查询数据命令下行报文格式见图12：

68H

L

C

R

A

AFN=03H

数据单元标识

数据单元